DE202009019026U1

DE202009019026U1 - Silicon carbide substrate and epitaxial wafers

Info

Publication number: DE202009019026U1
Application number: DE202009019026.9U
Authority: DE
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2009-01-13
Filing date: 2009-12-17
Publication date: 2015-08-11
Anticipated expiration: 2019-12-18
Also published as: US20100176403A1; KR20100083716A; US20120077346A1; US8154027B2; TW201030858A; CN101783284A; EP2207196A3; JP2010165735A; JP5304255B2; US8709950B2; EP2207196B1; EP2207196A2

Abstract

Siliziumkarbidsubstrat (10) mit einer Hauptoberfläche (11) und Rückständen auf der Hauptoberfläche (11), wobei die Hauptfläche (11) unter Verwendung einer ersten alkalischen Lösung gewaschen wird; und die Hauptfläche (11) nach dem Waschen der Hauptoberfläche (11) mit der ersten alkalischen Lösung unter Verwendung einer zweiten alkalischen Lösung gewaschen wird, ein Mittelwert der Rückstände auf der mit der zweiten alkalischen Lösung gewaschenen Hauptfläche (11) zahlenmäßig gleich oder größer als 0,2 und kleiner als 200 ist.Silicon carbide substrate (10) having a major surface (11) and residues on the major surface (11), the major surface (11) being washed using a first alkaline solution; and the main surface (11) after washing the main surface (11) is washed with the first alkaline solution using a second alkaline solution, an average of the residues on the main surface (11) washed with the second alkaline solution is equal to or greater than zero , 2 and less than 200.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Gegenstand der Erfindung Subject of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Siliziumkarbid-Substrat und einen Epitaxie-Wafer The present invention relates to a silicon carbide substrate and an epitaxial wafer

Beschreibung des Stands der Technik Description of the Related Art

Siliziumkarbid (SiC) weist eine große Bandlücke auf, und der maximale Isolationsdurchschlag des elektrischen Feldes und die Wärmeleitfähigkeit desselben sind größer als die von Silizium (Si). Jedoch ist die Trägerbeweglichkeit von Siliziumkarbid im Wesentlichen gleich der von Silizium, und eine Sättigungsdriftgeschwindigkeit der Elektronen sowie eine Durchbruchspannung des Siliziumkarbids sind hoch. Daher wurde davon ausgegangen, dass es auf Halbleitervorrichtungen, die eine höhere Effizienz, eine hohe Durchbruchspannung und eine hohe Kapazität aufweisen müssen, angewendet werden kann. Silicon carbide (SiC) has a large band gap, and the maximum electric field insulation breakdown and thermal conductivity thereof are larger than that of silicon (Si). However, the carrier mobility of silicon carbide is substantially equal to that of silicon, and a saturation drift velocity of the electrons and a breakdown voltage of the silicon carbide are high. Therefore, it has been considered to be applicable to semiconductor devices which are required to have higher efficiency, high breakdown voltage and high capacitance.

In einem SiC-Substrat, das in der SiC-Halbleitervorrichtung verwendet wird, sind viele Defekte, wie beispielsweise Mikroröhrchen, vorhanden. Daher wurden Untersuchungen hinsichtlich der Bedingungen und dergleichen des epitaktischen Wachstums durchgeführt, um die in dem SiC-Substrat vorhandenen Effekte mittels Epitaxiewachstum zu entfernen (siehe beispielsweise das offengelegte japanische Patent Nr. 2000-26199 (Patentdokument 1), das offengelegte japanische Patent Nr. 2003-332562 (Patentdokument 2) und das offengelegte japanische Patent Nr. 2007-269627 (Patentdokument 3)). In a SiC substrate used in the SiC semiconductor device, many defects such as microtubes are present. Therefore, studies have been made on the conditions and the like of the epitaxial growth to remove the effects existing in the SiC substrate by means of epitaxial growth (see, for example, the Laid-Open Patent Publication No. Hei Japanese Patent No. 2000-26199 (Patent Document 1), which is disclosed Japanese Patent No. 2003-332562 (Patent Document 2) and the laid open Japanese Patent No. 2007-269627 (Patent Document 3)).

Herkömmlicherweise werden die SiC-Substrate durch Bilden eines SiC-Ingots, durch Schneiden des SiC-Ingots in die SiC-Substrate und durch Polieren derselben hergestellt. Gemäß den zuvor erwähnten Patentdokumenten 1 bis 3 bleiben jedoch Schleifmittel, die bei der Herstellung des SiC-Substrats verwendet werden, Fixiermittel zum Fixieren des SiC-Substrats während des Polierens und dergleichen als Haftrückstände zurück. Die Erfinder haben herausgefunden, dass sich aufgrund dieser Rückstände bei der Bildung der Epitaxieschicht auf dem SiC-Substrat, die die daran haftenden Rückstände aufweist, Defekte in der Epitaxieschicht bilden. Wird die Epitaxieschicht mit diesen Defekten in der Halbleitervorrichtung verwendet, wirkt sich das nachteilig auf den Betrieb der Halbleitervorrichtung aus. Conventionally, the SiC substrates are prepared by forming a SiC ingot, cutting the SiC ingot into the SiC substrates and polishing them. However, according to the aforementioned Patent Documents 1 to 3, abrasives used in the production of the SiC substrate, fixing agents for fixing the SiC substrate during polishing, and the like as adhesion residues remain. The inventors have found that defects in the epitaxial layer are formed due to these residues in the formation of the epitaxial layer on the SiC substrate having the residues adhered thereto. If the epitaxial layer having these defects is used in the semiconductor device, this adversely affects the operation of the semiconductor device.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Die Erfindung wurde zur Lösung des obigen Problems konzipiert und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein SiC-Substrat und einen Epitaxie-Wafer bereitzustellen, die für die Herstellung einer Halbleitervorrichtung verwendet werden können, um dadurch eine Beeinträchtigung des Betriebs der Halbleitervorrichtung zu verhindern. The invention has been conceived to solve the above problem, and it is an object of the present invention to provide a SiC substrate and an epitaxial wafer, which can be used for manufacturing a semiconductor device, thereby preventing deterioration of the operation of the semiconductor device.

Die Erfinder haben die Beziehungen zwischen den Rückständen, die auf der Hauptfläche eines SiC-Substrats mit einer polierten Oberfläche anhaften, und den Defekten aufgrund der Rückstände, die bei der Bildung einer Epitaxieschicht entstehen, genau untersucht. Als Ergebnis haben die Erfinder einen Bereich gefunden, der wirksam die Defekte verringern kann, die durch die Rückstände, die in einem Verfahren zur Herstellung der Epitaxieschicht entstehen, verursacht werden. The inventors have studied closely the relationships between the residues adhering to the main surface of a SiC substrate having a polished surface and the defects due to the residues resulting from the formation of an epitaxial layer. As a result, the inventors have found a range which can effectively reduce the defects caused by the residues formed in a process for producing the epitaxial layer.

Ein SiC-Substrat gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hauptfläche und Rückstände auf der Hauptfläche. Die Hauptfläche wird unter Verwendung einer ersten alkalischen Lösung gewaschen; und die Hauptfläche wird nach dem Waschen der Hauptfläche mit der ersten alkalischen Lösung unter Verwendung einer zweiten alkalischen Lösung gewaschen. Ein Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche, die unter Verwendung der zweiten alkalischen Lösung gewaschen wurde, ist zahlenmäßig gleich oder größer als 0,2 und kleiner als 200. An SiC substrate according to one aspect of the present invention comprises a major surface and residues on the major surface. The major surface is washed using a first alkaline solution; and the main surface is washed after washing the main surface with the first alkaline solution using a second alkaline solution. An average of the residues on the major surface washed using the second alkaline solution is equal to or greater than 0.2 and less than 200 in number.

Ein SiC-Substrat gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Hauptfläche sowie Rückstände auf der Hauptfläche. Die Hauptfläche wird unter Verwendung einer ersten alkalischen Lösung gewaschen; die Hauptfläche wird nach dem Waschen der Hauptfläche mit der ersten alkalischen Lösung unter Verwendung einer zweiten alkalischen Lösung gewaschen; und die Hauptfläche wird nach dem Waschen der Hauptfläche unter Verwendung der zweiten alkalischen Lösung geätzt. Ein Durchschnitt der Rückstände auf der geätzten Hauptfläche liegt zahlenmäßig zwischen 0,2 und 5. An SiC substrate according to another aspect of the present invention comprises a major surface as well as residues on the major surface. The major surface is washed using a first alkaline solution; the main surface is washed after washing the major surface with the first alkaline solution using a second alkaline solution; and the major surface is etched after washing the major surface using the second alkaline solution. An average of residues on the etched major surface is between 0.2 and 5 in numbers.

In dem SiC-Substrat gemäß einem Aspekt der Erfindung beträgt ein Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche vor dem Ätzschritt zahlenmäßig gleich oder mehr als 0,2 und weniger als 200. In dem SiC-Substrat gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche nach dem Ätzschritt zahlenmäßig gleich oder mehr als 0,2 und weniger als 5. Dadurch kann die Bildung von Defekten aufgrund der Rückstände in der Epitaxieschicht, die auf der Hauptfläche des SiC-Substrats gebildet wird, verringert werden. In the SiC substrate according to an aspect of the invention, an average of the residues on the main surface before the etching step is equal to or more than 0.2 and less than 200. In the SiC substrate according to another aspect of the invention, an average of the residues On the main surface after the etching step, numerically equal to or more than 0.2 and less than 5. Thereby, the formation of defects due to the residues in the epitaxial layer formed on the main surface of the SiC substrate can be reduced.

Dies kann auch eine Beeinträchtigung des Betriebs einer hergestellten Halbleitervorrichtung, die das SiC-Substrat aufweist, durch die Defekte unterdrücken. This can also suppress the operation of a fabricated semiconductor device having the SiC substrate by the defects.

Der obige Begriff "Rückstände" bezieht sich auf Rückstände, die in einem Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats aus einem Ingot auftreten. The above term "residues" refers to residues that occur in a process for making the SiC substrate from an ingot.

Vorzugsweise liegt in dem SiC-Substrat des obigen einen Aspekts der Erfindung, der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche zwischen 0,2 und 50. Preferably, in the SiC substrate of the above one aspect of the invention, the average of the residues on the major surface is between 0.2 and 50.

Vorzugsweise liegt in dem SiC-Substrat des anderen Aspekts der Erfindung, der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche zwischen 0,2 und 0,4. Preferably, in the SiC substrate of the other aspect of the invention, the average of the residues on the major surface is between 0.2 and 0.4.

Indem die Rückstände wie zuvor beschrieben verringert werden, ist es möglich, eine derartige Situation, dass sich aufgrund der Rückstände Defekte in einer Epitaxieschicht bilden, wirksam zu verhindern. Somit ist es möglich, eine Beeinträchtigung des Betriebs der Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung der SiC-Substrate hergestellt wird, zu unterdrücken. By reducing the residues as described above, it is possible to effectively prevent such a situation that defects in an epitaxial layer are formed due to the residues. Thus, it is possible to suppress deterioration of the operation of the semiconductor device manufactured by using the SiC substrates.

Vorzugsweise sind in dem SiC-Substrat des obigen einen oder des anderen Aspekts der Erfindung die Rückstände wenigstens aus einer Substanz, die aus einer Gruppe bestehend aus kolloidaler Kieselsäure, Chromoxid, Diamant, Klebemittel und Wachs auswählbar ist, gebildet. Preferably, in the SiC substrate of the above one or the other aspect of the invention, the residues are formed of at least one substance selected from a group consisting of colloidal silica, chromium oxide, diamond, adhesive and wax.

Dadurch kann in einem Polierschritt, der zur Herstellung des Basissubstrats durchgeführt wird, ein Schleifmittel und ein Fixiermittel für das obige Substrat verwendet werden. Thereby, in a polishing step performed to produce the base substrate, an abrasive and a fixing agent for the above substrate can be used.

Vorzugsweise ist in dem SiC-Substrat des obigen einen oder des anderen Aspekts der Erfindung, das Klebemittel oder das Wachs aus wenigstens einer Substanz gebildet, die aus einer Gruppe bestehend aus Schmelzkleber, Acryl und Epoxidharz auswählbar ist. Preferably, in the SiC substrate of the above one or the other aspect of the invention, the adhesive or the wax is formed of at least one substance selected from a group consisting of hot melt adhesive, acrylic and epoxy resin.

Dadurch kann zur Herstellung des SiC-Substrats ein Fixiermittel und dergleichen in der obigen Substanz verwendet werden. Thereby, a fixing agent and the like in the above substance can be used for the production of the SiC substrate.

Vorzugsweise weisen die Rückstände in dem SiC-Substrat des obigen einen oder des anderen Aspekts der Erfindung einen Durchmesser zwischen 0,01 nm und 10 µm auf. Preferably, the residues in the SiC substrate of the above one or the other aspect of the invention have a diameter between 0.01 nm and 10 μm.

Die Rückstände, die einen Durchmesser von mehr als 10 µm aufweisen, neigen dazu, aufgrund ihres Eigengewichts abzusinken, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass sie auf der Hauptfläche des SiC-Substrats anhaften. Somit sind die Rückstände von 10 µm oder weniger leicht zu messen. Es ist eher unwahrscheinlich, dass jene Rückstände, die kleiner als 0,01 nm sind, Defekte verursachen. Somit sind es vielmehr die Rückstände mit einem Durchmesser von 0,01 nm oder mehr, die selbst die Defekte in der Epitaxieschicht verursachen. Indem die Rückstände mit den obigen Durchmessern festgelegt werden, können die in der Epitaxieschicht erzeugten Defekte weitgehend unterdrückt werden. The residues having a diameter of more than 10 μm tend to sink due to their own weight, making them less likely to adhere to the main surface of the SiC substrate. Thus, the residues of 10 μm or less are easy to measure. It is unlikely that those residues smaller than 0.01 nm will cause defects. Thus, it is the residues with a diameter of 0.01 nm or more that themselves cause the defects in the epitaxial layer. By fixing the residues with the above diameters, the defects generated in the epitaxial layer can be largely suppressed.

Ein Epitaxie-Wafer der vorliegenden Erfindung umfasst das zuvor beschriebene SiC-Substrat; und eine Epitaxieschicht, die auf der Hauptfläche des SiC-Substrats gebildet ist. An epitaxial wafer of the present invention comprises the SiC substrate described above; and an epitaxial layer formed on the main surface of the SiC substrate.

Da der Epitaxie-Wafer der vorliegenden Erfindung das obige Substrat, das einen verringerten Durchschnitt an Rückständen aufweist, verwendet wird, kann eine Epitaxieschicht gebildet werden, in der die Defekte aufgrund der Rückstände verringert wurden. Somit ist es möglich, eine Beeinträchtigung des Betriebs einer Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung dieses Epitaxie-Wafers hergestellt wurde, zu unterdrücken. Since the epitaxial wafer of the present invention uses the above substrate having a reduced average of residues, an epitaxial layer in which the defects due to the residues have been reduced can be formed. Thus, it is possible to suppress deterioration of the operation of a semiconductor device fabricated using this epitaxial wafer.

Gemäß dem SiC-Substrat der vorliegenden Erfindung wird der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche, wie zuvor beschrieben, auf einen Bereich von gleich oder näher als 0,2 und kleiner als 200 verringert, so dass es möglich ist, eine Beeinträchtigung des Betriebs der Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung des SiC-Substrats hergestellt wurde, zu verhindern. According to the SiC substrate of the present invention, the average of the residues on the major surface as described above becomes within a range of equal to or less than 0.2 and less than 200 so that it is possible to prevent deterioration of the operation of the semiconductor device fabricated using the SiC substrate.

Das Vorstehende, und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher, wenn diese in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird. The foregoing, and other objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 zeigt schematisch ein SiC-Substrat einer ersten Ausführungsform der Erfindung, und (A) und (B) zeigen jeweils einen Querschnitt und eine Draufsicht desselben. 1 Fig. 12 schematically shows a SiC substrate of a first embodiment of the invention, and (A) and (B) each show a cross section and a plan view thereof.

2 zeigt Rückstände, die mittels AFM auf einer Hauptfläche des SiC-Substrats in der ersten Ausführungsform der Erfindung beobachtet wurden. 2 shows residues observed by AFM on a major surface of the SiC substrate in the first embodiment of the invention.

3 bis 5 zeigen Flussdiagramme, die jeweils Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats der ersten bis dritten Ausführungsform der Erfindung darstellen. 3 to 5 FIG. 10 are flowcharts each showing processes for manufacturing the SiC substrate of the first to third embodiments of the invention.

6 zeigt einen Querschnitt, der schematisch einen Epitaxie-Wafer einer vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt. 6 shows a cross section schematically illustrating an epitaxial wafer of a fourth embodiment of the invention.

7 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren des Epitaxie-Wafers der vierten Ausführungsform der Erfindung darstellt. 7 FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing method of the epitaxial wafer of the fourth embodiment of the invention. FIG.

8 zeigt ein Flussdiagramm, das ein Herstellungsverfahren eines SiC-Substrats eines Vergleichsbeispiels 1 darstellt. 8th FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing method of a SiC substrate of Comparative Example 1. FIG.

9 zeigt flache Grübchen, die auf einer Epitaxieschicht auftreten, die unter Verwendung des SiC-Substrats des Vergleichsbeispiels 1 gebildet und die mittels AFM beobachtet wurden. 9 Fig. 10 shows shallow pits appearing on an epitaxial layer formed by using the SiC substrate of Comparative Example 1 and observed by AFM.

10 zeigt einen Querschnitt, der schematisch eine Hauptfläche des SiC-Substrats darstellt, das Rückstände aufweist. 10 FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating a major surface of the SiC substrate having residues. FIG.

11 zeigt einen Querschnitt, der schematisch einen Zustand darstellt, bei dem die Epitaxieschicht auf dem SiC-Substrat mit den Rückständen gebildet wird. 11 Fig. 12 is a cross-sectional view schematically showing a state in which the epitaxial layer is formed on the SiC substrate with the residues.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Im Nachfolgenden werden die Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder sich entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und deren Beschreibung nicht wiederholt. In der Beschreibung bezeichnet "<>" eine festgelegte Richtung und "()" eine einzelne Ebene. Üblicherweise wird kristallografisch ein negativer Index durch eine Zahl mit einem Strich darüber dargestellt. In der Beschreibung wird dieser jedoch durch eine Zahl mit einem negativen Vorzeichen ausgedrückt. Hereinafter, the embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals and their description is not repeated. In the description, "<>" denotes a specified direction and "()" denotes a single level. Typically, crystallographically, a negative index is represented by a number with a dash above it. In the description, however, this is expressed by a number with a negative sign.

(Erste Ausführungsform) First Embodiment

Bezug nehmend auf 1 wird im Nachfolgenden ein SiC-Substrat 10 einer Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das SiC-Substrat 10 weist eine Hauptfläche 11 auf. Referring to 1 hereinafter becomes an SiC substrate 10 an embodiment of the invention described. The SiC substrate 10 has a main surface 11 on.

Ein Rückständedurchschnitt auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 beträgt zahlenmäßig gleich oder mehr als 0,2 und weniger als 200, vorzugsweise zwischen 0,2 und 50, noch bevorzugter zwischen 0,2 und 5 und noch weiter bevorzugt zwischen 0,2 und 0,4. A residue average on the main surface 11 of the SiC substrate 10 is equal to or greater than 0.2 and less than 200, preferably between 0.2 and 50, more preferably between 0.2 and 5 and even more preferably between 0.2 and 0.4.

Beträgt der Rückständedurchschnitt weniger als 200 und wird eine Epitaxieschicht auf der Hauptfläche 11 gebildet, ist es möglich, die Bildung von Defekten aufgrund der Rückstände in der Epitaxieschicht zu verhindern. Somit kann eine Beeinträchtigung des Betriebs einer Halbleitervorrichtung, die unter Verwendung dieses SiC-Substrats hergestellt wird, unterdrückt werden. Betragen die Rückstände 50 oder weniger, ist es möglich, die Bildung von Defekten in der Epitaxieschicht aufgrund der Rückstände weiter zu unterdrücken. Betragen die Rückstände 5 oder weniger, ist es möglich, die Bildung von Rückständen in der Epitaxieschicht aufgrund der Rückstände noch weiter zu unterdrücken. Betragen die Rückstände zahlenmäßig 0,4, ist es möglich, die Bildung von Defekten in der Epitaxieschicht aufgrund der Rückstände am wirksamsten zu unterdrücken. The residue average is less than 200 and becomes an epitaxial layer on the main surface 11 formed, it is possible to prevent the formation of defects due to the residues in the epitaxial layer. Thus, deterioration of the operation of a semiconductor device manufactured by using this SiC substrate can be suppressed. If the residues are 50 or less, it is possible to further suppress the formation of defects in the epitaxial layer due to the residues. If the residues are 5 or less, it is possible the formation of residues in the epitaxial layer due to suppress the residues even further. If the residues are 0.4 in number, it is possible to most effectively suppress the formation of defects in the epitaxial layer due to the residues.

Im Nachfolgenden werden die "Rückstände" beschrieben. Die Rückstände betreffen eine Substanz, die bei der Herstellung des SiC-Substrats 10 von einem SiC-Ingot auftreten. Diese Rückstände werden bei der Messung mittels AFM (Rasterkraftmikroskop) als weiße oder gelbe Punkte, wie in 2 gezeigt, beobachtet. Kleine Rückstände werden als gelbe Punkte und große Rückstände als weiße Punkte beobachtet. The following describes the "residues". The residues relate to a substance used in the production of the SiC substrate 10 from a SiC ingot. These residues are measured as AFM (atomic force microscope) as white or yellow dots, as in 2 shown, observed. Small residues are observed as yellow dots and large residues as white dots.

Die Rückstände werden durch Ermitteln eines Durchschnitts jener Werte, die aus der Fünfpunktmessung mit dem AFM innerhalb eines Sichtfeldes mit Seiten von 50 µm bestimmt wurden, gemessen. Wird ein Sichtfeld verwendet, das keine Seiten von 50 µm aufweist, werden die erhaltenen Werte derart umgewandelt, dass sie Seiten von 50 µm entsprechen. Ist beispielsweise die Anzahl der Rückstände an vier Punkten innerhalb des Gesichtsfeldes mit Seitenlängen von 50 µm null und beträgt die Anzahl der Rückstände in diesem eins, beträgt der Durchschnitt 0,2. Eine geringe Anzahl an Rückständen ist vorzuziehen. Es gibt jedoch auch die Möglichkeit, dass sich die Rückstände an irgend einer Stelle auf der Hauptfläche 11 befinden, so dass der untere Grenzwert des Rückständedurchschnitts beispielsweise 0,2 beträgt. The residues are measured by taking an average of those values determined from the five-point measurement with the AFM within a field of view with sides of 50 μm. If a field of view is used that does not have sides of 50 μm, the values obtained are converted to correspond to sides of 50 μm. For example, if the number of residues at four points within the field of view of 50 μm side lengths is zero and the number of residues in it is one, the average is 0.2. A small amount of residues is preferable. However, there is also the possibility of leaving the residue at any point on the main surface 11 so that the lower limit of the residue average is, for example, 0.2.

Die fünf Messpunkte sind willkürlich wählbar. Vorzugsweise wird jedoch die Messung an den fünf Punkten auf der Hauptfläche 11, die beispielsweise durch Punkte in 1(B) gezeigt sind, durchgeführt, und insbesondere wird sie an fünf Punkten einschließlich eines Punkts in der Nähe des Mittelpunkts auf beliebigen Durchmessern R1 und R2, zwei Punkten auf den gegenüberliegenden Seiten des zuvor erwähnten Mittelpunkts und zwei Punkten, die sich auf dem Durchmesser R2 senkrecht zum Durchmesser R1 befinden und an gegenüberliegenden Seiten des zuvor erwähnten Mittelpunkts angeordnet sind, durchgeführt. The five measuring points are arbitrary. Preferably, however, the measurement becomes at the five points on the main surface 11 , for example, by dots in 1 (B) It is performed at five points including a point near the center on arbitrary diameters R1 and R2, two points on the opposite sides of the aforementioned center, and two points on the diameter R2 perpendicular to the diameter R1 and disposed on opposite sides of the aforementioned center.

Vorzugsweise sind die Rückstände aus wenigstens einer Substanz, die aus einer Gruppe bestehend aus kolloidaler Kieselsäure, Chromoxid, Diamant, Klebstoff und Wachs auswählbar sind, gebildet. Beispielsweise ist der Klebstoff oder das Wachs aus wenigstens einer Substanz, die aus einer Gruppe bestehend aus Schmelzkleber, Acryl- und Epoxidklebstoff auswählbar ist, gebildet. Dabei können die zuvor beschriebenen Schleif- und Fixiermittel zur Herstellung des SiC-Substrats 10 verwendet werden. Preferably, the residues are formed from at least one substance selected from a group consisting of colloidal silica, chromium oxide, diamond, adhesive and wax. For example, the adhesive or wax is formed from at least one substance that is selectable from a group consisting of hot melt adhesive, acrylic and epoxy adhesive. In this case, the above-described grinding and fixing means for producing the SiC substrate 10 be used.

Die Rückstände weisen einen Durchmesser von beispielsweise zwischen 0,01 nm und 10 µm auf. Die Rückstände, die einen größeren Durchmesser als 10 µm im Durchmesser aufweisen, sinken unter ihrem Eigengewicht ab, und somit ist es unwahrscheinlich, dass sie auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 anhaften. Somit können die Rückstände mit einer Größe von 10 µm oder weniger leicht gemessen werden. Die Rückstände, die kleiner als 0,001 nm sind, bilden kaum Rückstände, die Defekte verursachen. Somit erzeugen die Rückstände mit einer Größe von 0,01 nm selbst die Defekte in der Epitaxieschicht. Indem die Rückstände mit den obigen Durchmessern bestimmt werden, können die in der Epitaxieschicht erzeugten Defekte besser verringert werden. The residues have a diameter of, for example, between 0.01 nm and 10 μm. The residues, which are larger than 10 μm in diameter, sink under their own weight and thus are unlikely to be present on the major surface 11 of the SiC substrate 10 adhere. Thus, the residues having a size of 10 μm or less can be easily measured. The residues, which are smaller than 0.001 nm, rarely form residues that cause defects. Thus, the residues with a size of 0.01 nm even produce the defects in the epitaxial layer. By determining the residues with the above diameters, the defects generated in the epitaxial layer can be better reduced.

Weisen die Rückstände die Form einer Kugel auf, ist der Durchmesser der Rückstände der Durchmesser der Kugel. Weisen die Rückstände nicht die Form einer Kugel auf, bildet deren Durchmesser einen sogenannter zirkumpazifischen Durchmesser einer Kugel davon. If the residues are in the form of a sphere, the diameter of the residues is the diameter of the sphere. If the residues are not in the form of a sphere, their diameter forms a so-called circumpacific diameter of a sphere.

Bezug nehmend auf die 1 bis 3 wird im Nachfolgenden ein Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats 10 der Ausführungsform beschrieben. Referring to the 1 to 3 Hereinafter, a method for producing the SiC substrate will be described 10 the embodiment described.

Zunächst wird ein SiC-Ingot hergestellt (Schritt S1: Ingotherstellungsschritt). Der SiC-Ingot wird beispielsweise durch Wachsen des SiC-Ingots mit Hilfe eines Dampfwachstumsverfahrens, wie beispielsweise ein HVPE-Verfahren (Hydriddampfphasenepitaxie), ein MBE-Verfahren (Molekularstrahlepitaxie), ein OMVPE-Verfahren (metallorganische Gasphasenepitaxie), ein Sublimationsverfahren oder ein CVD-Verfahren (chemische Dampfabscheidung), oder ein Flüssigphasenwachstumsverfahren, wie beispielsweise ein Flux-Verfahren oder ein Stickstoff-Hochdruck-Flüssiglösungsverfahren, hergestellt. First, a SiC ingot is produced (step S1: ingot production step). For example, the SiC ingot is grown by growing the SiC ingot by a vapor growth technique, such as a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method, MBE (Molecular Beam Epitaxy), OMVPE, sublimation, or CVD. A process (chemical vapor deposition), or a liquid phase growth process, such as a Flux process or a nitrogen high pressure liquid solution process made.

Dann wird das SiC-Substrat als Basissubstrat, das eine Hauptfläche aufweist, aus dem SiC-Ingot geschnitten (Schritt S2: Schneideschritt). Die Art des Schneidens ist auf keine besondere beschränkt, und das SiC-Substrat wird in Form von Scheiben aus dem SiC-Ingot geschnitten. Then, the SiC substrate as a base substrate having a major surface is cut from the SiC ingot (step S2: cutting step). The kind of cutting is not particularly limited, and the SiC substrate is cut in the form of slices of the SiC ingot.

Dann wird die Hauptfläche des so geschnittenen SiC-Substrats poliert (Schritt S3: Polierschritt). Dabei kann nur die Hauptfläche oder, zusätzlich dazu, eine gegenüber der Hauptfläche liegende Rückfläche poliert werden. Then, the main surface of the thus cut SiC substrate is polished (step S3: polishing step). In this case, only the main surface or, in addition, a lying opposite the main surface back surface can be polished.

In dem Polierschritt (S3) wird beispielsweise CMP (chemisch-mechanisches Polieren) zur Abflachung der Hauptfläche und zur Verringerung von Schäden auf dieser durchgeführt. Vorzugsweise wird in dem CMP-Verfahren kolloidale Kieselsäure als Schleifmittel, Diamant oder Chromoxid als Schleifkörner und ein Klebstoff oder Wachs als Fixiermittel verwendet. Als Klebstoff oder Wachs wird vorzugsweise wenigstens eine Substanz, die aus einer Gruppe bestehend aus Schmelzkleber, Acryl und Epoxidharz auswählbar ist, verwendet. For example, in the polishing step (S3), CMP (chemical mechanical polishing) for flattening the major surface and reducing damage thereon is performed. Preferably, in the CMP method, colloidal silica is used as an abrasive, diamond or chromium oxide as abrasive grains, and an adhesive or wax as a fixing agent. As the adhesive or wax, at least one substance selected from a group consisting of hot melt adhesive, acrylic and epoxy resin is preferably used.

In dem Polierschritt (S3) kann auch ein anderes Polierverfahren, wie beispielsweise elektrolytisches Polieren, chemisches Polieren oder mechanisches Polieren, zusammen mit oder anstelle des CMP-Verfahrens durchgeführt werden. In the polishing step (S3), another polishing method such as electrolytic polishing, chemical polishing or mechanical polishing may be performed together with or instead of the CMP method.

Anhand der obigen Schritte S1–S3 ist es möglich, das Basissubstrat herzustellen, das die Hauptfläche aufweist und aus SiC gebildet ist. From the above steps S1-S3, it is possible to manufacture the base substrate having the major surface and formed of SiC.

Anschließend wird die Hauptfläche des Basissubstrats unter Verwendung einer ersten Säurelösung gewaschen (Schritt S11: erster Säurewaschschritt). Dabei können Verunreinigungen, wie beispielsweise an der Hauptfläche anhaftende Schwermetalle, entfernt werden. Subsequently, the main surface of the base substrate is washed using a first acid solution (step S11: first acid washing step). In this case, impurities, such as heavy metals adhering to the main surface, can be removed.

Die erste Säurelösung kann beispielsweise ein Gemisch aus Schwefelsäure und wässrigem Wasserstoffperoxid umfassen. Das Mischungsverhältnis ist auf kein bestimmtes beschränkt, und die Schwefelsäure und das wässrige Wasserstoffperoxid können im Verhältnis von beispielsweise 5:1 gemischt werden. Die Temperatur der ersten Säurelösung ist auf keine bestimmte beschränkt und beträgt beispielsweise 80 °C. Der erste Säurewaschschritt (S11) kann ausgelassen werden. For example, the first acid solution may comprise a mixture of sulfuric acid and aqueous hydrogen peroxide. The mixing ratio is not particularly limited, and the sulfuric acid and the aqueous hydrogen peroxide may be mixed in a ratio of, for example, 5: 1. The temperature of the first acid solution is not limited to any particular and is, for example, 80 ° C. The first acid washing step (S11) may be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Dadurch kann die Menge der anhaftenden ersten Säurelösung verringert werden. Dieser Schritt kann ausgelassen werden. Subsequently, the major surface of the base substrate is washed with pure water. Thereby, the amount of adhering first acid solution can be reduced. This step can be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche des Basissubstrats unter Verwendung der ersten alkalischen Lösung gewaschen (Schritt S12: erster alkalischer Waschschritt). Auf diese Weise können auffällige Rückstände entfernt werden. Subsequently, the main surface of the base substrate is washed using the first alkaline solution (step S12: first alkaline washing step). In this way, conspicuous residues can be removed.

Die erste alkalische Lösung kann eine Lösung aus einem Gemisch aus Ammoniak, Wasser und wässrigem Wasserstoffperoxid umfassen. Das Mischungsverhältnis ist auf kein bestimmtes beschränkt und das Wasser, Ammoniak, und wässrige Wasserstoffperoxid können in einem Verhältnis von beispielsweise 5:1:5 gemischt werden. Die Temperatur der ersten alkalischen Lösung ist auf keine bestimmte beschränkt und beträgt beispielsweise 80 °C. Die Waschdauer liegt in einem Bereich zwischen beispielsweise 1 Minute und 2 Stunden. In dem ersten alkalischen Waschschritt (S12) wird das Basissubstrat beispielsweise in die erste alkalische Lösung eingetaucht. The first alkaline solution may comprise a solution of a mixture of ammonia, water and aqueous hydrogen peroxide. The mixing ratio is not particularly limited, and the water, ammonia, and aqueous hydrogen peroxide may be mixed at a ratio of, for example, 5: 1: 5. The temperature of the first alkaline solution is not limited to any particular and is, for example, 80 ° C. The washing time is in a range between, for example, 1 minute and 2 hours. In the first alkaline washing step (S12), for example, the base substrate is immersed in the first alkaline solution.

Dann wird die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Dadurch kann das Anhaften der ersten alkalischen Lösung verringert werden. Dieser Schritt kann ausgelassen werden. Then, the main surface of the base substrate is washed with pure water. Thereby, the adhesion of the first alkaline solution can be reduced. This step can be omitted.

Nach dem Schritt (erster alkalischer Waschschritt /S12)) des Waschens mit der ersten alkalischen Lösung wird die Hauptfläche mit einer zweiten alkalischen Lösung gewaschen (Schritt S13: zweiter alkalischer Waschschritt). Dadurch können Feinrückstände und fest anhaftende Rückstände entfernt werden. After the step (first alkaline washing step / S12)) of washing with the first alkaline solution, the main surface is washed with a second alkaline solution (step S13: second alkaline washing step). As a result, fine residues and firmly adhering residues can be removed.

Die zweite alkalische Lösung ist im Wesentlichen die gleiche wie die erste alkalische Lösung. Die zweite alkalische Lösung kann sich von der ersten alkalischen Lösung unterscheiden. Die Waschdauer liegt beispielsweise in einem Bereich zwischen 1 Minute und 2 Stunden. In dem zweiten alkalischen Waschschritt (S13) wird das Basissubstrat beispielsweise in die zweite alkalische Lösung eingetaucht. The second alkaline solution is substantially the same as the first alkaline solution. The second alkaline solution may differ from the first alkaline solution. The washing time is, for example, in a range between 1 minute and 2 hours. In the second alkaline washing step (S13), the base substrate is immersed, for example, in the second alkaline solution.

Vorzugsweise enthält die zweite alkalische Lösung kein Kaliumhydroxid. Dadurch kann verhindert werden, dass Kaliumionen in dem Kaliumhydroxid auf dem gewaschenen SiC-Substrat 10 zurückbleiben. Wird die Halbleitervorrichtung unter Verwendung des Basissubstrats 10 hergestellt, kann somit der Einfluss auf den Betrieb der Halbleitervorrichtung verringert werden. Preferably, the second alkaline solution does not contain potassium hydroxide. Thereby, potassium ions in the potassium hydroxide on the washed SiC substrate can be prevented 10 remain. When the semiconductor device is used using the base substrate 10 Thus, the influence on the operation of the semiconductor device can be reduced.

Anschließend wird die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Dadurch kann ein Anhaften der zweiten alkalischen Lösung verringert werden. Dieser Schritt kann ausgelassen werden. Subsequently, the major surface of the base substrate is washed with pure water. Thereby, adhesion of the second alkaline solution can be reduced. This step can be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche mit einer zweiten Säurelösung gewaschen (Schritt S14: zweiter Säurewaschschritt). Dadurch können Verunreinigungen, wie beispielsweise Schwermetalle, noch besser entfernt werden. Subsequently, the main surface is washed with a second acid solution (step S14: second acid washing step). As a result, impurities, such as heavy metals, can be removed even better.

Die zweite Säurelösung kann aus einem Gemisch aus Wasser, Salzsäure und wässrigem Wasserstoffperoxid gebildet sein. Das Mischungsverhältnis ist auf kein bestimmtes beschränkt und das Wasser, die Salzsäure und das wässrige Wasserstoffperoxid können in einem Verhältnis von beispielsweise 6:1:1 gemischt werden. Die Temperatur der zweiten Säurelösung ist auf keine bestimmte beschränkt und beträgt beispielsweise 80 °C. Die zweite Säurelösung kann die gleiche wie die erste Säurelösung sein oder sich davon unterscheiden. Der zweite Säurewaschschritt (S14) kann ausgelassen werden. The second acid solution may be formed from a mixture of water, hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide. The mixing ratio is not particularly limited, and the water, the hydrochloric acid and the aqueous hydrogen peroxide may be mixed at a ratio of, for example, 6: 1: 1. The temperature of the second acid solution is not limited to any particular and is, for example, 80 ° C. The second acid solution may be the same as or different from the first acid solution. The second acid washing step (S14) may be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche mit einer dritten Säurelösung gewaschen (Schritt S15: dritter Säurewaschschritt). Beispielsweise kann die dritte Säurelösung Königswasser umfassen, das ein Gemisch aus Salpetersäure und Chlorwasserstoffsäure ist. Das Mischungsverhältnis ist auf kein bestimmtes beschränkt und die Salpetersäure und die Chlorwasserstoffsäure können im Verhältnis von beispielsweise 3:1 gemischt werden. Dadurch kann die Hauptfläche geätzt werden, um so die Verunreinigungen weiter zu verringern. Dieser dritte Säurewaschschritt (S15) kann ausgelassen werden. Subsequently, the main surface is washed with a third acid solution (step S15: third acid washing step). For example, the third acid solution may include aqua regia, which is a mixture of nitric acid and hydrochloric acid. The mixing ratio is not particularly limited, and the nitric acid and the hydrochloric acid may be mixed in a ratio of, for example, 3: 1. As a result, the main surface can be etched so as to further reduce the contamination. This third acid washing step (S15) may be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Dadurch kann das Anhaften der dritten Säurelösung verringert werden. Dieser Schritt kann ausgelassen werden. Subsequently, the major surface of the base substrate is washed with pure water. Thereby, the adhesion of the third acid solution can be reduced. This step can be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche mit einer vierten Säurelösung gewaschen (Schritt S16. vierter Säurewaschschritt). Beispielsweise kann die vierte Säurelösung eine fluorhaltige Lösung sein. Dadurch können die Verunreinigungen noch weiter verringert werden. Der vierte Säurewaschschritt (S16) kann ausgelassen werden. Subsequently, the main surface is washed with a fourth acid solution (step S16, fourth acid washing step). For example, the fourth acid solution may be a fluorine-containing solution. As a result, the impurities can be further reduced. The fourth acid washing step (S16) may be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche mit einer organischen Lösung gewaschen (Schritt S17: organischer Waschschritt). Beispielsweise kann die organische Lösung Isopropylalkohol umfassen. Damit können die lipophilen Verunreinigungen verringert werden. Der organische Waschschritt (S17) kann ausgelassen werden. Subsequently, the main surface is washed with an organic solution (step S17: organic washing step). For example, the organic solution may include isopropyl alcohol. Thus, the lipophilic impurities can be reduced. The organic washing step (S17) may be omitted.

Anschließend wird die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Dadurch kann das Anhaften der organischen Lösung verringert werden. Dieser Schritt kann ausgelassen werden. Subsequently, the major surface of the base substrate is washed with pure water. Thereby, the adhesion of the organic solution can be reduced. This step can be omitted.

Mit Hilfe der obigen Schritte (S11–S17) kann das in 1 gezeigte SiC-Substrat 10 hergestellt werden. Der Rückständedurchschnitt auf der Hauptfläche des SiC-Substrats 10 ist zahlenmäßig gleich oder größer als 0,2 und kleiner als 200, und liegt vorzugsweise zwischen 0,2 und 50. Soll der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche 11 weiter verringert werden, werden die nachfolgenden Schritte durchgeführt. With the aid of the above steps (S11-S17), the in 1 shown SiC substrate 10 getting produced. The residue average on the main surface of the SiC substrate 10 is equal to or greater than 0.2 and less than 200 in number, and is preferably between 0.2 and 50. Is the average of the residues on the main surface 11 be further reduced, the subsequent steps are performed.

Nach dem Schritt (S13) des Waschens mit der zweiten alkalischen Lösung wird die Hauptfläche 11 geätzt (Schritt S18: Ätzschritt). Dieser Ätzschritt (S18) wird vorzugsweise mit einem Gas, das ein Wasserstoffgas und/oder ein Chlorwasserstoffgas enthält, und noch bevorzugter mit einem Gas, das beide Gase enthält, durchgeführt. Dieser Ätzschritt (S18) kann mit Hilfe einer CVD-Vorrichtung (chemische Dampfabscheidungsvorrichtung) durchgeführt werden. Dadurch kann der Rückständedurchschnitt auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 zahlenmäßig auf einen Bereich zwischen 0,2 und 5, und noch bevorzugter zahlenmäßig auf einen Bereich zwischen 0,2 und 0,4, verringert werden. After the step (S13) of washing with the second alkaline solution becomes the main surface 11 etched (step S18: etching step). This etching step (S18) is preferably performed with a gas containing a hydrogen gas and / or a hydrogen chloride gas, and more preferably with a gas containing both gases. This etching step (S18) can be performed by means of a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus. This allows the backlog average on the main surface 11 of the SiC substrate 10 numerically in a range between 0.2 and 5, and more preferably in numbers between 0.2 and 0.4.

Somit kann das SiC-Substrat 10 der Ausführungsform in geeigneter Weise in Funktionseinrichtungen mit unterschiedlichen magnetoresistiven Effekten, wie beispielsweise ein Tunnelmagnetowiderstandselement und ein Riesenmagnetowiderstandselement, in lichtemittierenden Einrichtungen, wie beispielsweise eine lichtemittierende Diode und eine Laserdiode, in elektronischen Einrichtungen, wie beispielsweise einen Gleichrichter, einen Bipolartransistor, einen Feldeffekttransistor (FET) und HEMT (Transistor mit hoher Elektronenbeweglichkeit), in Halbleitersensoren, wie beispielsweise einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen Strahlungssensor und einen Fotosensor für den sichtbaren bis ultravioletten Bereich, in SAW-Einrichtungen und anderen verwendet werden. Thus, the SiC substrate 10 the embodiment suitably in functional devices having different magnetoresistive effects, such as a tunneling magnetoresistance element and a giant magnetoresistive element, in light emitting devices, such as a light emitting diode and a laser diode, in electronic devices, such as a rectifier, a bipolar transistor, a field effect transistor (FET) and HEMT (High Electron Mobility Transistor) are used in semiconductor sensors such as a temperature sensor, a pressure sensor, a radiation sensor and a photosensor for the visible to ultraviolet range, in SAW devices and others.

(Zweite Ausführungsform) Second Embodiment

Ein SiC-Substrat gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen das gleiche wie das SiC-Substrat 10 der ersten Ausführungsform in 1. An SiC substrate according to this embodiment is substantially the same as the SiC substrate 10 the first embodiment in 1 ,

Ein Herstellungsverfahren für das SiC-Substrat gemäß der Ausführungsform umfasst im Wesentlichen die gleichen Schritte wie das Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats 10 gemäß der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch dahingehend, dass das Verfahren ferner einen fünften Säurewaschschritt (S19) zwischen dem ersten und dem zweiten alkalischen Waschschritt (S12 und S13) aufweist. A manufacturing method of the SiC substrate according to the embodiment includes substantially the same steps as the method of manufacturing the SiC substrate 10 according to the first embodiment, however, differs in that the method further comprises a fifth acid washing step (S19) between the first and second alkaline washing steps (S12 and S13).

Der fünfte Säurewaschschritt (S19) wäscht die Oberfläche des Basissubstrats mit einer fünften Säurelösung. Die fünfte Säurelösung ist im Wesentlichen die gleiche wie die zweite Säurelösung, die in dem zweiten Säurewaschschritt (S13) verwendet wurde. Die fünfte Säurelösung kann sich von der zweiten Säurelösung unterscheiden. The fifth acid washing step (S19) washes the surface of the base substrate with a fifth acid solution. The fifth acid solution is substantially the same as the second acid solution used in the second acid washing step (S13). The fifth acid solution may be different from the second acid solution.

(Dritte Ausführungsform) Third Embodiment

Das SiC-Substrat gemäß dieser Ausführungsform ist im Wesentlichen das gleiche wie das SiC-Substrat 10 der ersten Ausführungsform in 1. The SiC substrate according to this embodiment is substantially the same as the SiC substrate 10 the first embodiment in 1 ,

Ein Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats gemäß dieser Ausführungsform umfasst im Wesentlichen die gleichen Schritte wie das Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats gemäß der ersten Ausführungsform, unterscheidet sich jedoch dahingehend, dass das Verfahren ferner einen dritten alkalischen Waschschritt (S21) und einen organischen Waschschritt (S22), wie in 5 gezeigt, umfasst. A method of manufacturing the SiC substrate according to this embodiment includes substantially the same steps as the method of manufacturing the SiC substrate according to the first embodiment, but differs in that the method further includes a third alkaline washing step (S21) and an organic alkaline washing step Washing step (S22), as in 5 shown includes.

Der dritte alkalische Waschschritt (S21) umfasst das Waschen mit einer dritten alkalischen Lösung, die beispielsweise Kaliumhydroxid umfasst, vor dem ersten alkalischen Waschschritt (S12), bei dem ein Waschschritt unter Verwendung der ersten alkalischen Lösung durchgeführt wird. Die dritte alkalische Lösung weist einen pH-Wert auf, der höher als 10 und noch bevorzugter höher als 13 ist. The third alkaline washing step (S21) involves washing with a third alkaline solution comprising, for example, potassium hydroxide, before the first alkaline washing step (S12), in which a washing step using the first alkaline solution is performed. The third alkaline solution has a pH which is higher than 10 and more preferably higher than 13.

In dem dritten alkalischen Waschschritt (S21) wird das Basissubstrat beispielsweise in die dritte alkalische Lösung eingetaucht. Die Waschdauer beträgt zwischen 1 Minuten und 2 Stunden. In the third alkaline washing step (S21), for example, the base substrate is immersed in the third alkaline solution. The washing time is between 1 minute and 2 hours.

In dem organischen Waschschritt (S22) wird die Hauptfläche nach dem dritten alkalischen Waschschritt (S21) mit einer organischen Lösung gewaschen. Dadurch kann die dritte alkalische Lösung, die Kaliumhydroxid enthält, verringert werden. In the organic washing step (S22), the main surface is washed with an organic solution after the third alkaline washing step (S21). Thereby, the third alkaline solution containing potassium hydroxide can be reduced.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren ferner einen Waschschritt mit reinem Wasser nach dem organischen Waschschritt (S22). Preferably, the method further comprises a pure water washing step after the organic washing step (S22).

(Vierte Ausführungsform) Fourth Embodiment

Bezug nehmend auf 6 wird im Nachfolgenden ein Epitaxie-Wafer 20 gemäß dieser Ausführungsform beschrieben. Der Epitaxie-Wafer 20 gemäß dieser Ausführungsform umfasst ein SiC-Substrat 10 der ersten, der zweiten oder der dritten Ausführungsform, sowie eine Epitaxieschicht 21, die auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 gebildet ist. Referring to 6 will be hereafter an epitaxial wafer 20 described according to this embodiment. The epitaxy wafer 20 according to this embodiment comprises a SiC substrate 10 the first, the second or the third embodiment, as well as an epitaxial layer 21 on the main surface 11 of the SiC substrate 10 is formed.

Die Epitaxieschicht 21 ist beispielsweise eine SiC-Schicht. Die Epitaxieschicht 21 kann aus einer Schicht oder aus mehreren Schichten gebildet sein. The epitaxial layer 21 is, for example, a SiC layer. The epitaxial layer 21 may be formed of one or more layers.

Bezug nehmend auf 6 und 7 wird im Nachfolgenden ein Verfahren zur Herstellung des Epitaxie-Wafers 20 gemäß der Ausführungsform beschrieben. Referring to 6 and 7 Next, a method of manufacturing the epitaxial wafer will be described 20 described according to the embodiment.

Zunächst wird, wie in 7 gezeigt, das SiC-Substrat gemäß dem Herstellungsverfahren des SiC-Substrats der dritten Ausführungsform hergestellt. Das SiC-Substrat ist auf kein bestimmtes beschränkt, vorausgesetzt, dass der Waschschritt mit der alkalischen Lösung zweimal oder häufiger durchgeführt wird, und kann anhand des Herstellungsverfahrens des SiC-Substrats der ersten Ausführungsform in 3 oder jenem der zweiten Ausführungsform in 4 hergestellt werden. First, as in 7 3, the SiC substrate is fabricated according to the manufacturing method of the SiC substrate of the third embodiment. The SiC substrate is not limited to any one, provided that the washing step with the alkaline solution is performed twice or more, and can be understood from the manufacturing method of the SiC substrate of the first embodiment in FIG 3 or that of the second embodiment in 4 getting produced.

Dann wird, wie in 6 und 7 gezeigt, die Epitaxieschicht 21 auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 gebildet (Schritt S31: Schritt zum Bilden einer Epitaxieschicht). Das Verfahren zur Bildung der Epitaxieschicht 21 ist auf kein bestimmtes beschränkt und kann beispielsweise mit Hilfe eines Dampfwachstumsverfahrens, wie beispielsweise ein HVPE-Verfahren, ein MBE-Verfahren, ein OMVPE-Verfahren, ein Sublimationsverfahren oder ein CVD-Verfahren, oder mit Hilfe eines Flüssigwachstumsverfahrens, wie beispielsweise ein Flux-Verfahren oder ein Stickstoff-Hochdruck-Flüssiglösungsverfahren, gebildet werden. Then, as in 6 and 7 shown, the epitaxial layer 21 on the main surface 11 of the SiC substrate 10 formed (step S31: step for forming an epitaxial layer). The process for forming the epitaxial layer 21 is not limited to any particular one and may be, for example, by a vapor growth method such as HVPE method, MBE method, OMVPE method, sublimation method or CVD method, or liquid-growth method such as Flux method or a nitrogen high pressure liquid solution process.

Durch Durchführen der obigen Schritte S1–S3, S11–S22 sowie S31 kann der in 6 gezeigte Epitaxie-Wafer 20 hergestellt werden. Der Epitaxie-Wafer 20 verwendet das SiC-Substrat 10 mit den Rückständen auf der Hauptfläche 11, die zahlenmäßig 0,2 oder mehr und weniger als 200 betragen. Wird die Epitaxieschicht 21 durch das Dampfphasenverfahren oder das Flüssigphasen-Verfahren hergestellt, kann verhindert werden, dass diese Rückstände Kerne von unnatürlicher Größe bilden, so dass das Auftreten von Defekten unterdrückt werden kann. Das Dampfwachstumsverfahren kann verhindern, dass die Rückstände den Fluss des Materialgases und des Trägergases hemmen. Dadurch wird das Wachstum der Epitaxieschicht 21 an einer Position stromabwärts der Flussrichtung des Materialgases und des Trägergases begünstigt. Dadurch kann das Auftreten von Defekten, wie beispielsweise flache Grübchen, aufgrund der Rückstände unterdrückt werden. By performing the above steps S1-S3, S11-S22 and S31, the in 6 shown epitaxial wafers 20 getting produced. The epitaxy wafer 20 uses the SiC substrate 10 with the residues on the main surface 11 which are in numbers 0.2 or more and less than 200. Becomes the epitaxial layer 21 Produced by the vapor-phase method or the liquid-phase method, these residues can be prevented from forming nuclei of unnatural size, so that the occurrence of defects can be suppressed. The vapor growth process can prevent the residues from inhibiting the flow of the material gas and the carrier gas. This will increase the epitaxial growth 21 at a position downstream of the flow direction of the material gas and the carrier gas favors. Thereby, the occurrence of defects such as shallow pits due to the residues can be suppressed.

[Anwendungsbeispiele] [Applications]

In den nachfolgenden Verwendungsbeispielen wurden Effekte in Verbindung mit der Struktur, dass der Rückständedurchschnitt auf der Hauptfläche des SiC-Substrats zahlenmäßig 0,2 oder mehr und weniger als 200 beträgt, ermittelt. In the following use examples, effects associated with the structure that the backlog average on the main surface of the SiC substrate is numerically 0.2 or more and less than 200 were found.

(Beispiel 1 der Erfindung) (Example 1 of the invention)

Ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-Substrats eines Erfindungsbeispiels 1 (d. h. ein Beispiel 1 der Erfindung) entspricht im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats der ersten Ausführungsform. A method for producing a SiC substrate of Inventive Example 1 (i.e., Example 1 of the invention) substantially corresponds to the method of manufacturing the SiC substrate of First Embodiment.

Genauer gesagt wurde ein Basissubstrat, das eine Hauptfläche aufweist und aus SiC gebildet ist, hergestellt (S1–S3). Das Basissubstrat hat eine Größe von 2 Zoll. Die Hauptfläche des Basissubstrats war die (0001)-Ebene. More specifically, a base substrate having a major surface formed of SiC was prepared (S1-S3). The base substrate is 2 inches in size. The major surface of the base substrate was the (0001) plane.

Anschließend wurde der erste Säurewaschschritt (S11) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats mit der ersten Säurelösung aus Schwefelsäure und wässrigem Wasserstoffperoxid im Mischungsverhältnis von 5:1 bei 80 °C gewaschen wurde. Anschließend wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Subsequently, the first acid washing step (S11) was carried out by washing the main surface of the base substrate with the first acid solution of sulfuric acid and aqueous hydrogen peroxide in a mixing ratio of 5: 1 at 80 ° C. Subsequently, the major surface of the base substrate was washed with pure water.

Dann wurde der erste alkalische Waschschritt (S12) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats mit der ersten alkalischen Lösung aus Wasser, Ammoniak und wässrigem Wasserstoffperoxid im Mischungsverhältnis von 5:1:1 bei 80 °C gewaschen wurde. Anschließend wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Then, the first alkaline washing step (S12) was carried out by washing the main surface of the base substrate with the first alkaline solution of water, ammonia and aqueous hydrogen peroxide in a mixing ratio of 5: 1: 1 at 80 ° C. Subsequently, the major surface of the base substrate was washed with pure water.

Dann wurde der zweite alkalische Waschschritt (S13) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats mit der zweiten alkalischen Lösung, die gleich der ersten alkalischen Lösung ist, gewaschen wurde. Dann wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Then, the second alkaline washing step (S13) was carried out by washing the major surface of the base substrate with the second alkaline solution which is the same as the first alkaline solution. Then, the main surface of the base substrate was washed with pure water.

Anschließend wurde der zweite Säurewaschschritt (S14) durchgeführt, in dem die Hauptfläche des Basissubstrats mit der zweiten Säurelösung aus einem Gemisch aus Wasser, Salzsäure und wässrigem Wasserstoffperoxid im Mischungsverhältnis von 6:1:1 bei 80 °C gewaschen wurde. Anschließend wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Subsequently, the second acid washing step (S14) was carried out by washing the main surface of the base substrate with the second acid solution of a mixture of water, hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide in a mixing ratio of 6: 1: 1 at 80 ° C. Subsequently, the major surface of the base substrate was washed with pure water.

Anschließend wurde der dritte Säurewaschschritt (S15) durchgeführt, in dem die Hauptfläche des Basissubstrats mit Königswasser, das aus einem Gemisch aus Salpetersäure und Chlorwasserstoffsäure im Mischungsverhältnis von 3:1 gebildet ist, gewaschen wurde. Anschließend wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Subsequently, the third acid washing step (S15) was carried out by washing the main surface of the base substrate with aqua regia formed from a mixture of nitric acid and hydrochloric acid in a mixing ratio of 3: 1. Subsequently, the major surface of the base substrate was washed with pure water.

Dann wurde der vierte Säurewaschschritt (S16) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats mit Fluorsäure oder Fluor-Salpetersäure gewaschen wurde. Dann wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Then, the fourth acid washing step (S16) was carried out by washing the main surface of the base substrate with fluoric acid or fluorine-nitric acid. Then, the main surface of the base substrate was washed with pure water.

Anschließend wurde der organische Waschschritt (S17) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats mit Isopropylalkohol gewaschen wurde. Dann wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Subsequently, the organic washing step (S17) was carried out by washing the major surface of the base substrate with isopropyl alcohol. Then, the main surface of the base substrate was washed with pure water.

Anschließend wurde der Ätzschritt (S18) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats in dem Wasserstoffgas geätzt wurde. Subsequently, the etching step (S18) was performed by etching the major surface of the base substrate in the hydrogen gas.

Das SiC-Substrat des Beispiels 1 der Erfindung wurde durch Durchführen der zuvor erwähnten Schritte S1–S3 und S11–S18 hergestellt. Es wurden zehn Substrate als SiC-Substrate des Beispiels 1 der Erfindung hergestellt. The SiC substrate of Example 1 of the invention was prepared by performing the aforementioned steps S1-S3 and S11-S18. Ten substrates were prepared as SiC substrates of Example 1 of the invention.

(Beispiel 2 der Erfindung) (Example 2 of the invention)

Ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-Substrats eines Beispiels 2 der Erfindung entspricht im Wesentlichen dem Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats der dritten Ausführungsform. Somit wurde im Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats des Beispiels 2 der Erfindung der Schritt des Waschens des Basissubstrats mit der alkalischen Lösung dreimal durchgeführt. A method of manufacturing a SiC substrate of Example 2 of the invention substantially corresponds to the method of manufacturing the SiC substrate of the third embodiment. Thus, in the process for producing the SiC substrate of Example 2 of the invention, the step of washing the base substrate with the alkaline solution was carried out three times.

Insbesondere wurde der dritte alkalische Waschschritt (S21) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats mit der Kaliumhydroxidlösung, die einen pH-Wert von mehr als 13 aufweist, gewaschen wurde. Specifically, the third alkaline washing step (S21) was carried out by washing the major surface of the base substrate with the potassium hydroxide solution having a pH of more than 13.

Dann wurde der organische Waschschritt (S22) durchgeführt, indem die Hauptfläche des Basissubstrats unter Verwendung von Isopropylalkohol gewaschen wurde. Dann wurde die Hauptfläche des Basissubstrats mit reinem Wasser gewaschen. Then, the organic washing step (S22) was carried out by washing the major surface of the base substrate using isopropyl alcohol. Then, the main surface of the base substrate was washed with pure water.

Anschließend wurden gleich wie im Beispiel 1 der Erfindung die Schritte S11–S18 durchgeführt. Durch Durchführen der obigen Schritte S1–S3, S11–S18, sowie S21 und S22, wurde das SiC-Substrat des Beispiels 2 der Erfindung hergestellt. Es wurden zehn Substrate als SiC-Substrate des Beispiels 2 der Erfindung hergestellt. Subsequently, the same as in Example 1 of the invention, the steps S11-S18 were performed. By performing the above steps S1-S3, S11-S18, and S21 and S22, the SiC substrate of Example 2 of the invention was prepared. Ten substrates were prepared as SiC substrates of Example 2 of the invention.

(Beispiel 3 der Erfindung) (Example 3 of the invention)

Ein Verfahren zur Herstellung eines SiC-Substrats des Beispiels 3 der Erfindung umfasst im Wesentlichen die gleichen Schritte wie das Herstellungsverfahren des SiC-Substrats des Beispiels 2 der Erfindung, unterscheidet sich jedoch dahingehend, dass es keinen zweiten alkalischen Waschschritt (S13) aufweist. Somit wurde in dem Herstellungsverfahren des SiC-Substrats des Beispiels 3 der Erfindung der Schritt des Waschens des Basissubstrats mit der alkalischen Lösung zweimal durchgeführt. Es wurden zehn Substrate als SiC-Substrate des Beispiels 3 der Erfindung hergestellt. A method for producing a SiC substrate of Example 3 of the invention comprises substantially the same steps as the manufacturing method of the SiC substrate of Example 2 of the invention, but differs in that it has no second alkaline washing step (S13). Thus, in the manufacturing process of the SiC substrate of Example 3 of the invention, the step of washing the base substrate with the alkaline solution was performed twice. Ten substrates were prepared as SiC substrates of Example 3 of the invention.

(Vergleichsbeispiel 1) Comparative Example 1

Im Grunde umfasst das Verfahren zur Herstellung eines SiC-Substrats eines Vergleichsbeispiels 1 im Wesentlichen die gleichen Schritte wie das Herstellungsverfahren des SiC-Substrats des Beispieles 1 der Erfindung, unterscheidet sich jedoch dahingehend, dass es den zweiten alkalischen Waschschritt (S13) nicht umfasst. Somit wird in dem Verfahren zur Herstellung des SiC-Substrats des Vergleichsbeispiels 1 der Schritt des Waschens des Basissubstrats mit der alkalischen Lösung einmal durchgeführt. Es wurden zehn Substrate als SiC-Substrate des Vergleichsbeispiels 1 hergestellt. Basically, the method of manufacturing a SiC substrate of Comparative Example 1 basically involves the same steps as the manufacturing method of the SiC substrate of Example 1 of the invention, but differs in that it does not include the second alkaline washing step (S13). Thus, in the method for producing the SiC substrate of Comparative Example 1, the step of washing the base substrate with the alkaline solution is performed once. Ten substrates were prepared as SiC substrates of Comparative Example 1.

(Messverfahren) (Measuring method)

In dem Beispiel 1–3 der Erfindung und im Vergleichsbeispiel 1 wurden die Rückstände auf der Hauptfläche nach dem Waschen mit der alkalischen Lösung gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 beschrieben. Die Messung der Rückstände wurde durchgeführt, indem ein Durchschnitt der Werte ermittelt wurde, die aus der Fünfpunktmessung, die mittels AFM innerhalb eines Sichtfeldes mit Seiten von 50 µm auf der Hauptfläche des SiC-Substrats durchgeführt wurde, bestimmt wurden. Die fünf Punkte umfassten die in 1B gezeigten folgenden Gebiete. Ein Punkt liegt innerhalb eines Bereichs mit Seiten von 1 cm vom Mittelpunkt der Hauptfläche. Zwei Punkte umfassten Bereiche mit Seiten von 1/2 cm, deren Mittelpunkte in der <11–20>-Richtung mit dem Mittelpunkt dazwischen voneinander beabstandet sind, und die jeweils 70 % eines Radius vom Mittelpunkt beabstandet angeordnet sind. Ferner umfassten zwei weitere Punkte Bereiche mit Seiten von 1/2 cm, deren Mittelpunkte in der <1–100>-Richtung mit dem Mittelpunkt dazwischen voneinander beabstandet sind, und die 70 % des Radius vom Mittelpunkt beabstandet angeordnet sind. Die gemessenen Rückstände umfassten Durchmesser zwischen 0,01 nm und 10 µm. In Examples 1-3 of the invention and Comparative Example 1, the residues on the major surface were measured after washing with the alkaline solution. The results are described in Table 1 below. The measurement of the residues was carried out by obtaining an average of the values determined from the five-point measurement performed by AFM within a 50 μm side view field on the main surface of the SiC substrate. The five points included the in 1B following areas shown. A point lies within an area of 1 cm from the center of the main surface. Two points comprised areas of 1/2 cm sides whose centers are spaced apart in the <11-20> direction with the midpoint therebetween and which are each 70% of a radius spaced from the midpoint. Further, two further points included areas of 1/2 cm sides with their centers in the <1-100> direction centered therebetween spaced and 70% of the radius are spaced from the center. The measured residues comprised diameters between 0.01 nm and 10 μm.

Mit Hilfe des DVD-Verfahrens wurde die SiC-Schicht als die Epitaxieschicht auf der Hauptfläche des SiC-Substrats nach dem Ätzschritt (S18) gebildet. Die Anzahl der flachen Grübchen auf der Hauptfläche dieser Epitaxieschicht wurden mittels AFM gemessen. Die Messungen der flachen Grübchen wurden durchgeführt, indem der Durchschnitt der Werte, die aus der Fünfpunktmessung bestimmt wurden, die mittels AFM innerhalb eines Sichtfeldes mit Seiten von 50 µm durchgeführt wurde, ermittelt wurde. Die fünf Messpunkte entsprachen im Wesentlichen den Messpositionen der Rückstände. In diesem Fall wurden die flachen Grübchen, wie beispielsweise in 9 gezeigt, beobachtet. Die Ergebnisse der flachen Grübchen-Anzahl sind in der nachfolgenden Tabelle 1 beschrieben. In der Tabelle bedeutet "0", dass keine flachen Grübchen auftraten.

With the aid of the DVD method, the SiC layer was formed as the epitaxial layer on the main surface of the SiC substrate after the etching step (S18). The number of shallow pits on the major surface of this epitaxial layer was measured by AFM. The measurements of the shallow pits were made by taking the average of the values determined from the five-point measurement made by AFM within a 50 μm side view field. The five measuring points corresponded essentially to the measuring positions of the residues. In this case, the shallow pits, such as in 9 shown, observed. The results of the shallow pit number are described in Table 1 below. In the table, "0" means that no shallow pits appeared.

(Messergebnis) (Measurement Result)

Wie in Tabelle 1 gezeigt, lag der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche zwischen 5 und 199 vor dem Ätzschritt (S18) gemäß den Beispielen 1 bis 3 der Erfindung, in denen der Schritt des Waschens mit der alkalischen Lösung zweimal oder häufiger durchgeführt wurde. Gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, bei dem der Schritt des Waschens mit der alkalischen Lösung lediglich einmal durchgeführt wird, lag der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche vor dem Ätzschritt (S18) zwischen 200 und 300. As shown in Table 1, the average of the residues on the major surface was between 5 and 199 before the etching step (S18) according to Examples 1 to 3 of the invention, in which the washing step the alkaline solution was carried out twice or more frequently. According to Comparative Example 1, in which the step of washing with the alkaline solution is performed only once, the average of the residues on the main surface before the etching step (S18) was 200 to 300.

Der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche nach dem Ätzschritt (S18) betrug gemäß den Beispielen 1 bis 3 der Erfindung, in denen der Schritt des Waschens mit der alkalischen Lösung zweimal oder häufiger durchgeführt wurde, zwischen 0,2 und 5. Gemäß dem Vergleichsbeispiel 1, in dem der Schritt des Waschens mit der alkalischen Lösung lediglich einmal durchgeführt wird, betrug der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche nach dem Ätzschritt (S18) 50. The average of the residues on the main surface after the etching step (S18) according to Examples 1 to 3 of the invention, in which the alkaline solution washing step was performed twice or more, was from 0.2 to 5. According to Comparative Example 1 in which the alkaline solution washing step is performed only once, the average of the residues on the main surface after the etching step (S18) was 50.

Dementsprechend trat zahlenmäßig kein oder lediglich ein flaches Grübchen von 0,5 oder weniger in der Epitaxieschicht, die auf dem SiC-Substrat gemäß den Beispielen 1 bis 3 der Erfindung gebildet wurde, auf. Jedoch traten fünf flache Grübchen in der Epitaxieschicht, die auf dem SiC-Substrat des Vergleichsbeispiels 1 gebildet wurde, auf. Accordingly, no or only a shallow pit of 0.5 or less appeared numerically in the epitaxial layer formed on the SiC substrate according to Examples 1 to 3 of the invention. However, five shallow pits appeared in the epitaxial layer formed on the SiC substrate of Comparative Example 1.

Aus dem zuvor Beschriebenen zeigt sich, dass der zweimal oder häufiger durchgeführte Schritt des Waschens mit der alkalischen Lösung den Rückständedurchschnitt auf der Hauptfläche auf einen Bereich gleich oder größer als 0,2 und kleiner als 200 verringern kann, und dass dieser ferner durch Durchführen des Ätzschritts auf einen Bereich zwischen 0,2 und 50 verringert werden kann. Es zeigt sich, dass der Rückständedurchschnitt mit dem zuvor erwähnten Bereich die Bildung von Defekten aufgrund der Rückstände bei der Bildung der Epitaxieschicht auf der Hauptfläche unterdrücken kann. Die Erfinder haben herausgefunden, dass der Grund für eine derartige Verringerung wie folgt ist. From the above, it can be seen that the step of washing with the alkaline solution twice or more can reduce the backlog average on the main surface to a range equal to or greater than 0.2 and smaller than 200, and further by performing the etching step can be reduced to a range between 0.2 and 50. It is found that the residue average with the aforementioned range can suppress the formation of defects due to the residues in the formation of the epitaxial layer on the major surface. The inventors have found that the reason for such reduction is as follows.

Sind Rückstände 15 auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 vorhanden, hemmen die Rückstände 15, wie in 10 gezeigt, den Gasfluss G, wie beispielsweise Material- und Trägergase, bei der Bildung der Epitaxieschicht 21 auf der Hauptfläche 11 mittels Dampfwachstumsverfahren. Dies verzögert das epitaktische Wachstum auf der Hauptfläche 11 an einer Position stromabwärts der Rückstände 15 in Flussrichtung des Gases G. Somit treten Defekte aufgrund der Rückstände auf der Hauptfläche 11 des SiC-Substrats 10 auf. Are residues 15 on the main surface 11 of the SiC substrate 10 present, inhibit the residues 15 , as in 10 shown, the gas flow G, such as material and carrier gases, in the formation of the epitaxial layer 21 on the main surface 11 by steam growth method. This delays the epitaxial growth on the major surface 11 at a position downstream of the residues 15 in the flow direction of the gas G. Thus, defects occur due to the residues on the main surface 11 of the SiC substrate 10 on.

Es sollte verstanden werden, dass die Bildung der Defekte in der Epitaxieschicht aufgrund der Rückstände unterdrückt werden kann, wenn der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche vor dem Ätzschritt (S18) 0,2 oder mehr und weniger als 200 beträgt, und der Durchschnitt der Rückstände der Hauptfläche nach dem Ätzschritt (S18) zwischen 0,2 und 5 liegt. Somit zeigt sich, dass die Struktur eine Beeinträchtigung des Betriebs der hergestellten Halbleitervorrichtung, die mit in der Epitaxieschicht ausgebildeten Elektroden versehen ist, unterdrückt werden kann. Somit zeigt sich, dass die in der Epitaxieschicht erzeugten Defekte dauerhaft verringert werden können, indem der Durchschnitt der Rückstände auf der Hauptfläche des SiC-Substrats auf einem Wert gehalten wird, der vor der Bildung der Epitaxieschicht innerhalb des obigen Bereichs liegt. It should be understood that the formation of the defects in the epitaxial layer due to the residues can be suppressed when the average of the residues on the main surface before the etching step (S18) is 0.2 or more and less than 200, and the average of the residues the main area after the etching step (S18) is between 0.2 and 5. Thus, it can be seen that the structure can be suppressed from deterioration of the operation of the fabricated semiconductor device provided with electrodes formed in the epitaxial layer. Thus, it is found that the defects generated in the epitaxial layer can be permanently reduced by keeping the average of the residues on the main surface of the SiC substrate at a level within the above range before the formation of the epitaxial layer.

Insbesondere war es gemäß den Beispielen 2 und 3 der Erfindung, in denen der dritte alkalische Waschschritt (S21) unter Verwendung der dritten alkalischen Lösung, die Kaliumhydroxid enthält, vor dem ersten alkalischen Waschschritt (S12) durchgeführt wurde, möglich, die nach dem zweiten alkalischen Waschschritt (S13) verbleibenden Rückstände zu verringern und dem Durchschnitt der nach dem Ätzschritt (S18) verbleibenden Rückstände erheblich zu verringern. Somit trat kein flaches Grübchen in der auf dem SiC-Substrat gebildeten Epitaxieschicht auf. Somit hat sich gezeigt, dass der Durchschnitt der Rückstände durch Durchführen des dritten alkalischen Waschschritts (S21) erheblich verringert werden kann. Specifically, according to Examples 2 and 3 of the invention, in which the third alkaline washing step (S21) using the third alkaline solution containing potassium hydroxide was carried out before the first alkaline washing step (S12), it was possible to conduct the second alkaline washing Washing step (S13) to reduce remaining residues and significantly reduce the average remaining after the etching step (S18) residues. Thus, no shallow pit appeared in the epitaxial layer formed on the SiC substrate. Thus, it has been found that the average of the residues can be considerably reduced by performing the third alkaline washing step (S21).

Obwohl die vorliegende Erfindung detailliert beschrieben und dargestellt wurde, versteht sich, dass diese lediglich der Veranschaulichung und als Beispiel dient und in keinerlei Hinsicht als einschränkend anzusehen ist, wobei der Umfang der vorliegenden Erfindung durch die Begriffe der beigefügten Ansprüche definiert ist. Although the present invention has been described and illustrated in detail, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be considered in any way limiting, the scope of the present invention being defined by the terms of the appended claims.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

JP 2000-26199 [0003]
JP 2003-332562 [0003]
JP 2007-269627 [0003]

Claims

Silicon carbide substrate ( 10 ) with a main surface ( 11 ) and residues on the main surface ( 11 ), the main surface ( 11 ) is washed using a first alkaline solution; and the main surface ( 11 ) after washing the main surface ( 11 ) is washed with the first alkaline solution using a second alkaline solution, an average of the residues on the main surface washed with the second alkaline solution ( 11 ) is equal to or greater than 0.2 and less than 200 in number.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 1, wherein the mean value of the residues on the main surface ( 11 ) is between 0.2 and 50.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 1, wherein the residues are formed from at least one substance which is selectable from a group consisting of colloidal silica, chromium oxide, diamond, adhesive and wax.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 3, wherein the adhesive or the wax is formed of at least one substance which is selectable from a group consisting of hot melt adhesive, acrylic and epoxy resin.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 1, wherein the residues have a diameter between 0.01 nm and 10 microns.

Silicon carbide substrate ( 10 ) comprising a main surface ( 11 ) and residues on the main surface ( 11 ), the main surface ( 11 ) is washed using a first alkaline solution; the main surface ( 11 ) after washing the main surface ( 11 ) is washed with the first alkaline solution using a second alkaline solution, and the main surface ( 11 ) after washing the main surface ( 11 ) is etched with the second alkaline solution, an average of the residues on the etched main surface ( 11 ) is between 0.2 and 5 in number.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 6, wherein the mean value of the residues on the main surface ( 11 ) is between 0.2 and 0.4.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 6, wherein the residues are formed from at least one substance which is selectable from a group consisting of colloidal silica, chromium oxide, diamond, adhesive and wax.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 8, wherein the adhesive or wax is formed of at least one substance which is selectable from a group consisting of hot melt adhesive, acrylic and Epoxdharz.

Silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 6, wherein the residues have a diameter between 0.01 nm and 10 microns.

Epitaxial wafers ( 20 ), comprising: the silicon carbide substrate ( 10 ) according to claim 1; and an epitaxial layer ( 21 ), which are located on the main surface ( 11 ) of the silicon carbide substrate ( 10 ) is formed.